Đồng tồn tại ZigBee–WBAN và WiFi trong hệ thống theo dõi sức khỏe từ xa

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Bối cảnh: WBAN dùng ZigBee phổ biến nhờ tiêu thụ năng lượng thấp, nhưng dễ bị nhiễu do WiFi cùng băng tần 2.4 GHz, làm tăng độ trễ và giảm độ tin cậy, đặc biệt với dữ liệu khẩn cấp (yêu cầu <1 giây).

  • Kiến trúc: Cảm biến y tế (ECG, EEG…) kết nối ZigBee tới bộ điều phối (coordinator), sau đó qua AP WiFi ra Internet tới trung tâm giám sát. WiFi có thể gây nhiễu khi chia sẻ kênh.
  • - Giải pháp: 
  •   + Phân loại lưu lượng WiFi thành RT (thời gian thực) và NRT (không thời gian thực) dựa trên đặc trưng gói tin (kích thước, khoảng cách gói).
  •   + Khi phát hiện nhiễu, coordinator tính toán ngưỡng sử dụng kênh WiFi cho phép, gửi thông tin tới AP.
  •   + AP giảm tốc độ truyền của các nút WiFi NRT có cường độ tín hiệu mạnh nhất, cho tới khi mức sử dụng kênh ≤ ngưỡng.
  • - Phân tích: Xây dựng mô hình PER (tỷ lệ lỗi gói) và mô hình độ trễ ZigBee dưới nhiễu WiFi; xác định ngưỡng tải WiFi tối đa để đảm bảo độ trễ ZigBee ≤ Dmax.
  • - Mô phỏng: 
  •   + Môi trường căn hộ nhỏ, 1 AP, 2 nút WiFi, 1 WBAN với 2 cảm biến y tế.
  •   + So sánh với phương pháp “Bridging” (giả định không nhiễu).
  •   + Kết quả: Thuật toán đề xuất đảm bảo mọi gói ZigBee dưới ngưỡng trễ, kể cả khi bệnh nhân di chuyển (mô hình Levy walk), trong khi Bridging có tỷ lệ lớn gói vượt ngưỡng.
  •   + Không ảnh hưởng tới lưu lượng RT, và giữ trễ NRT trong giới hạn chấp nhận.
  • - Ý nghĩa: Cải thiện độ tin cậy truyền dữ liệu y tế trong môi trường đồng tồn tại ZigBee–WiFi, phù hợp triển khai tại nhà hoặc bệnh viện.